CN109358381A - 一种站点预报风速订正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种站点预报风速订正方法，包括：步骤一，设定自变量x_m、因变量y_p，建立统计方程：y_p＝∑b_m,tx_m,t+ε_p；步骤二，在自变量x_m的集合X中提取自变量第一成分μ₁，建立回归方程：X＝B₁μ₁，Y＝B₁μ₁，回归方程通过交叉验证则终止计算，否则执行步骤三；步骤三，将X被μ₁解释后的残余信息e_X进行第二轮的成分提取，得到第二轮的回归方程：X＝B₁μ₁+B₂μ₂，Y＝B₁μ₁+B₂μ₂，回归方程通过交叉验证则终止计算，否则继续进行下一轮提取，直至通过交叉验证；步骤四，获得最终Y的回归方程：采用该回归方程订正起报时刻t₀的预报风速。本发明提供的站点预报风速订正方法，能够给自动气象站点提供更精确的风速预报结果。

Description

一种站点预报风速订正方法

技术领域

本发明涉及一种气象数据处理方法，尤其涉及一种站点预报风速订正方法。

背景技术

对于风速的预报以格点化的数值天气预报为主，而站点风速的预报则通过 格点预报插值到站点上去，没有很好的考虑气象站点附近环境温度、气压、湿 度等影响因素，导致目前自动气象站点的预报风速误差比较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种站点预报风速订正方法，以减小站点预报风速 误差，给自动气象站点提供更精确的风速预报结果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种站点预报风速订正方法，包括以下步骤：

步骤一，以起报时刻t₀前若干天的预报数据和监测数据为样本，将气象站点 在预报时刻t_i的预报数据：2米温度、地表气压、2米湿度、10米纬向风和10 米径向风作为自变量x_m(m＝1,2,3,4,5)，将气象站点在预报时刻t_i的监测数据：空 气温度、本站气压、相对湿度和2分钟平均风速作为对应预报数据的因变量 y_p(p＝1,2,3,4)，建立因变量和对应自变量的统计方程：y_p＝∑b_m,tx_m,t+ε_p；

步骤二，在自变量x_m的集合X中提取自变量第一成分μ₁，μ₁是x₁,x₂,...,x_m的 线性组合，且能最大程度的携带自变量的数据变异，建立X与μ₁的回归方程， 以及因变量y_p的集合Y与μ₁的回归方程：X＝B₁μ₁，Y＝B₁μ₁，如果回归方程通过 交叉验证已经达到满意的精度，则终止计算，否则，执行步骤三；

步骤三，将利用X被μ₁解释后的残余信息e_X进行第二轮的成分提取，得到X 和Y第二轮的回归方程：X＝B₁μ₁+B₂μ₂，Y＝B₁μ₁+B₂μ₂，如果回归方程通过交叉 验证已经达到满意的精度，则终止计算；否则，继续对X被解释后的残余信息 进行下一轮提取，直至回归方程达到满意的精度；

步骤四，获得最终的Y的回归方程为：采用该回归方程对起报 时刻t₀的预报风速进行订正。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

能够综合考虑站点温度、气压、湿度等多环境影响因子的基础上提高站点 预报风速准确率，减小了站点预报风速误差，给自动气象站点提供更精确的风 速预报结果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的一种站点预报风速订正方法的流程图。

图2为象山自动气象站2018年3月1日～28日的观测、预报和订正风速1～ 72时序图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

参考图1所示，本发明提供一种站点预报风速订正方法，包括以下步骤：

步骤一，以起报时刻t₀前若干天的预报数据和监测数据为样本，将气象站点 在预报时刻t_i的预报数据：2米温度、地表气压、2米湿度、10米纬向风和10 米径向风作为自变量x_m(m＝1,2,3,4,5)，将气象站点在预报时刻t_i的监测数据：空 气温度、本站气压、相对湿度和2分钟平均风速作为对应预报数据的因变量 y_p(p＝1,2,3,4)，建立因变量和对应自变量的统计方程：y_p＝∑b_m,tx_m,t+ε_p；

步骤二，在自变量x_m的集合X中提取自变量第一成分μ₁，μ₁是x₁,x₂,...,x_m的 线性组合，且能最大程度的携带自变量的数据变异，建立X与μ₁的回归方程， 以及因变量y_p的集合Y与μ₁的回归方程：X＝B₁μ₁，Y＝B₁μ₁，如果回归方程通过 交叉验证已经达到满意的精度，则终止计算，否则，执行步骤三；

步骤三，将利用X被μ₁解释后的残余信息e_X进行第二轮的成分提取，得到X 和Y第二轮的回归方程：X＝B₁μ₁+B₂μ₂，Y＝B₁μ₁+B₂μ₂，如果回归方程通过交叉 验证已经达到满意的精度，则终止计算；否则，继续对X被解释后的残余信息 进行下一轮提取，直至回归方程达到满意的精度；

步骤四，获得最终的Y的回归方程为：采用该回归方程对起报 时刻t₀的预报风速进行订正。

本实施例中，选取2018年3月1日～28日共28天，浙江省中尺度区域天 气模式预报设备在08点和20点两次，每次1～72小时的时效风速预报数据， 及国家级自动气象站58566(象山站)同时次的监测数据，利用上述预报风速订 正方法，对模式预报风速进行订正。图2为订正前后该站点28天平均态1～72 小时观测、预报和订正风速特征分布。从图2中可见订正后的预报风速与观测 风速的误差明显减小，本发明提供的站点预报风速订正方法对站点风速的预报 有明显的改进作用。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以 根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明 所附权利要求所定义的范围。

Claims (1)

1.一种站点预报风速订正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，以起报时刻t₀前若干天的预报数据和监测数据为样本，将气象站点在预报时刻t_i的预报数据：2米温度、地表气压、2米湿度、10米纬向风和10米径向风作为自变量x_m(m＝1,2,3,4,5)，将气象站点在预报时刻t_i的监测数据：空气温度、本站气压、相对湿度和2分钟平均风速作为对应预报数据的因变量y_p(p＝1,2,3,4)，建立因变量和对应自变量的统计方程：y_p＝∑b_m,tx_m,t+ε_p；

步骤二，在自变量x_m的集合X中提取自变量第一成分μ₁，μ₁是x₁,x₂,...,x_m的线性组合，且能最大程度的携带自变量的数据变异，建立X与μ₁的回归方程，以及因变量y_p的集合Y与μ₁的回归方程：X＝B₁μ₁，Y＝B₁μ₁，如果回归方程通过交叉验证已经达到满意的精度，则终止计算，否则，执行步骤三；

步骤三，将利用X被μ₁解释后的残余信息e_X进行第二轮的成分提取，得到X和Y第二轮的回归方程：X＝B₁μ₁+B₂μ₂，Y＝B₁μ₁+B₂μ₂，如果回归方程通过交叉验证已经达到满意的精度，则终止计算；否则，继续对X被解释后的残余信息进行下一轮提取，直至回归方程达到满意的精度；

步骤四，获得最终的Y的回归方程为：采用该回归方程对起报时刻t₀的预报风速进行订正。